[发明专利]集成传感器的智能塞系统

说明书

一种技术有助于收集与压裂、下钻或起钻操作有关的数据。压裂塞设有电子器件，用于获得与操作有关的期望信息。例如，压裂塞可以由电子传感器、数字存储装置以及电源或其他电力相关设备构成。根据应用，压裂塞可以是复合压裂塞、可降解压裂塞、虚设压裂塞或其他合适的压裂塞。对所获得信息的取回可以通过利用广播发射器/接收器经由与相关联的装置耦合(例如感应耦合或物理耦合)、通过对存储装置的物理取回、或通过对虚设压裂塞的物理取回来完成。

相关申请的交叉引用

本文件基于2018年12月18日提交的美国临时申请序列号62/781,427并要求其优先权，其全部内容通过引用方式并入本文。

背景技术

发现期望的地下资源，例如石油、天然气或其他期望的地下资源之后，有时执行钻井和压裂操作以促进对地下资源的获取。在压裂操作期间，压裂塞可被部署在井下并沿着井筒设置在期望的位置。压裂塞允许压力施加到井下，并通过射孔进入周围的地层，从而使地层破裂。为了获得有关压裂操作的信息，部署了相对昂贵的外部仪表，并且在套管的外部铺设了相应的控制线。然而，外部仪表和控制线在安装期间可能会损坏，并且可能涉及昂贵且取向不一致的射孔。此外，虚设压裂塞有时会以“桥塞射孔联作”操作运行。然而，虚设压裂塞的行程就其所能实现的目的而言往往是非常有限的。

发明内容

总体上，本公开提供一种用于获得与压裂操作、下钻操作或起钻操作有关的信息(例如温度和压力数据)的系统和方法。根据本公开的一个或多个实施方案，压裂塞配备有用于获得与操作有关的期望信息的电子器件。例如，压裂塞可以由电子传感器、数字存储装置以及电源和/或其他电力相关设备构成。根据应用，压裂塞可以是复合压裂塞、可降解压裂塞、虚设压裂塞或其他合适的压裂塞。在压裂塞是虚设压裂塞的本公开的实施方案中，虚设压裂塞可以与电子器件耦合以例如获得与下钻操作或起钻操作有关的信息。在某些实施方案中，对所获得信息的取回可以通过利用广播发射器/接收器经由与相关联的装置耦合(例如感应耦合或物理耦合)、通过对存储装置的物理取回、或通过对虚设压裂塞的物理取回来完成。

根据本公开的一个或多个实施方案，一种用于在井下操作期间获得信息的系统包括：一次性压裂塞，其具有用于在压裂操作期间获得数据的传感器；以及数据传输系统，通过所述数据传输系统可以将经由传感器获得的数据提供至地面位置。

根据本公开的一个或多个实施方案，一种方法包括：提供具有传感器的压裂塞；将压裂塞定位在钻入地层的井眼中；相对于地层执行压裂操作；以及使用传感器来获得与压裂操作有关的数据。

根据本公开的一个或多个实施方案，一种用于在衬有套管的井眼内获得信息的系统包括塞和至少一个传感器，所述至少一个传感器耦合到所述塞以用于在套管井眼内收集数据，其中当所述至少一个传感器收集数据时所述塞不锚固在套管中。

根据本公开的一个或多个实施方案，一种方法包括：提供具有至少一个传感器的塞；将塞送入衬有套管的井眼中，而无需将塞锚固到套管；以及利用所述至少一个传感器收集数据。

附图说明

以下将参考附图描述某些实施方案，其中相同的附图标记表示相同的元件。然而，应理解，附图示出了本文所述的各种实施方式，并且不意味着限制本文所述的各种技术的范围，并且：

图1是根据本公开的一个或多个实施方案的具有传感器的塞的示例的示意图，所述塞被部署在井眼的井下；

图2是根据本公开的一个或多个实施方案的塞的示例的示意图，所述塞部署在井眼中并且取向成与数据传输装置配合；

图3是根据本公开的一个或多个实施方案的部署在井眼的井下的塞和数据模块取回装置的示例的示意图；

图4是根据本公开的一个或多个实施方案的示出从塞取回数据模块的示意图；

图5是根据本公开的一个或多个实施方案的具有传感器的塞的示意图，可以经由安装在铣削工具上的数据收集单元从所述塞取回数据；